紫外光刻中部分相干光的传播及衍射效应

基于Hopkins公式,研究了接近式紫外光刻中扩展准单色光源经柯勒照明系统传播到掩模表面上任两点的复相干度,并建立相应的基于部分相干光理论的光刻模型.应用部分相干光的传播理论,研究掩模平面到光刻胶表面任意两点互强度的传播,进而得到光刻胶表面的光强分布.以此为基础,分析了由于掩模与光刻胶之间光的衍射效应而产生的光刻微结构的图形失真.给出了理论模型的计算模拟结果,并用实验对该理论模型的计算结果进行了验证.

接近式紫外光刻中图形失真的分析与预修正仿真

接近式紫外光刻中光刻胶图形形状失真是影响基于紫外光刻工艺的大深宽比微结构质量的重要因素之一。为把握其规律,并探寻减小光刻胶模型形状失真的对策,利用部分相干光理论建立光刻理论模型,计算光刻胶表面的光强分布及变化规律,模拟得到的光刻胶图形轮廓明显地呈现拐角圆化和直边带毛刺等畸变现象。提出一种应用遗传算法的误差预补偿方法,在掩模图形的设计阶段,调整引起衍射的掩模特征形状以实现光刻胶表面的衍射光场调制,并根据光刻胶曝光轮廓特点,提出一种分段分类的思想,设计评价策略,减小问题的求解空间,实现了掩模设计图形的快速优化。结果表明优化补偿后的掩模图形降低了衍射造成的曝光图形的形状失真程度,图形质量得到了显著改善。该研究为提高接近式紫外光刻精度提供了一种新的思路。

紫外光刻加工误差实验

为研究基于紫外光刻加工技术的光刻胶模型形状误差与工艺参数的关系，利用正交实验法对正性光刻胶AZ9260进行了实验研究引入田口方法关于信噪比统一测度的思想，获得了各加工工艺参数对光刻胶模型加工误差的影响显著度，其中甩胶速度、曝光时间和显影时间为显著因素．对所获得的光刻胶模型电镜图片采用了一种改进的Canny算法，实现了图像边缘提取进而对加工误差的表征与量化方法进行了研究，获得了10～30gm尺度的方形、直线和圆形图形的尺寸误差、直边直线度和直角圆化误差值．研究表明，图形的尺寸误差和直边直线度误差与图形尺寸之比随图形尺寸变大而变小，直角圆化的圆角半径不大于2μm．

接近式光刻图形失真的部分相干光理论分析

光刻过程中由于光的衍射效应产生的非线性畸变对光刻面形质量具有严重影响,是造成光刻微结构图形失真的主要原因之一.为此,研究了接近式紫外光刻中部分相干光的传播过程,建立了相应的光刻理论模型,对光刻成像中的误差产生机理进行分析.该模型综合考虑光源和照明系统对掩模微结构附近光场相干性的影响,将光刻模拟分为3部分.首先根据Van Cittert-Zernike定理确定了光源经扩束准直系统传播到蝇眼透镜入射面时光场上任2点的互强度.然后应用部分相干光的传播理论,由Hopkins公式得到部分相干光经蝇眼透镜传播到掩模平面后其上任一点对的复相干度的分布规律.最后根据互强度传播定律,分析从掩模面到光刻胶表面的衍射效应,得到光刻胶表面的光强分布及变化规律,并且通过误差的仿真分析模拟得到光刻胶图形轮廓.结果表明,理论模拟结果与实验较为吻合.该方法能准确地得到衍射光场的分布,进行光刻误差分析,从而能较好地发现曝光图形缺陷.